物理学家使用纳米结构来释放光子以获得高效的白色OLED

由于过去三十年的深入研究，有机发光二极管(OLED)一直在稳步征服电子市场 - 从OLED手机显示器到推出电视屏幕，应用列表很长。

目前的OLED研究尤其侧重于改善用于照明元件(例如天花板或汽车内部照明)的白色OLED的性能。这些组件在稳定性，角度发射和功率效率方面受到更严格的要求。

由于发光二极管仅产生单色光，因此制造商使用各种加色混合工艺来产生白光。

自从20世纪90年代首次开发白色OLED以来，已经进行了许多努力以在实际亮度水平下实现平衡的白色光谱和高发光效率。然而，没有额外的外耦合技术的白色OLED的外部量子效率(EQE)目前只能达到20%到40%。大约20%的生成的光粒子(光子)仍然被困在器件的玻璃层中。其原因是颗粒在玻璃和空气之间的界面处的全内反射。进一步的光子在有机层中被波导，而其他光子最终在与顶部金属电极的界面处损失。

已经研究了许多方法来从OLED中提取被捕获的光子。由德累斯顿工业大学的Simone Lenk博士和Sebastian Reineke教授领导的国际研究小组现在提出了一种释放光粒子的新方法，

物理学家引入了一种简便，可扩展且特别是无光刻的方法，用于生成具有方向随机性和维度顺序的可控纳米结构，显着提高了白色OLED的效率。纳米结构通过反应离子蚀刻产生。这具有以下优点：可以通过调整工艺参数来特定地控制纳米结构的形貌。

为了理解所获得的结果，科学家们开发了一种光学模型，可用于解释OLED的效率提高。通过将这些纳米结构整合到白色OLED中，可以实现高达76.3%的外部量子效率。

对于Simone Lenk博士来说，这种新方法开辟了许多新的途径：“我们一直在寻找一种长期专门操作纳米结构的方法。通过反应离子蚀刻，我们找到了一种可以使用的经济有效的方法对于大型表面，也适用于工业用途。优点在于纳米结构的周期性和高度可以通过工艺参数完全调整，因此可以找到白色OLED的最佳外耦合结构。周期性纳米结构不仅适合作为OLED的外耦合结构，而且还具有在光学，生物学和力学中进一步应用的潜力。“

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